汽车概论 第三章.ppt

第三章,汽车性能介绍,1汽车的设计,一、汽车设计分类二、汽车总体设计三、现代化设计技术,一、汽车设计分类,1.总体设计汽车由动力装置、底盘、车身、电器及仪表四部分组成。用于载送人员和运输货物的工具。总体设计是依据使用要求，行驶状况，环境保护和生产技术去设定技术条件，将上述四部分组合成符合政府相关法规的汽车整体。汽车制造与维修过程的技术工种分皈金，电器，涂饰和维修。,2.汽车零部件设计发动机：汽车的心脏。车用发动机，进排气管道、冷却外循环系统，发动机电控系统。底盘部件：决定汽车使用功能，技术规格和性能的主要技术因素。世界上主要的汽车公司自己有一套独立的底盘部件外，为满足设计目标成本和技术经济要求，多采用全球配套件采购。底盘部件包括传动系统、行驶系统转向系统和制动系统。,电器件：仪表板、照明、显示、发电机、电动机、音响、VCD等。车身部件：安全玻璃，车门（车门、仓门、维修门），座椅，顶、侧窗，仪表台，内饰件，附件（雨刮、前、后视镜、通风管道、扶手）电控系统：巡航，安全，发动机，底盘，全自动空调等。巡航：车速控制系统和自动驾驶系统。安全：防碰、防盗、中央门锁、安全气囊等。底盘：自动变速、电控悬架、电控转向，防滑控制、全轮驱动、四轮转向、制动力自动分配。发动机：共轨技术、电控喷射、配气相位控制。,二、汽车总体设计,总体设计要求合理性价比。汽车各项性能、成本达到计划目标。严格遵守和执行有关法规和标准规定，注意不要侵犯专利。尽可能实现标准化，通用化，系列化，降低生产成本。进行运动校核，保证汽车不产生运运动干涉和正确运动。方便售后服务。,总体设计内容构造设计P89总布置设计：将汽车各总成和所装载的人员或货物安排在恰当位置，以保证各总成运转正常，装卸方便。造型设计：根据汽车总布置设计的外形尺寸构造汽车的基本形状。内饰设计：内部模型与总体布置和外形设计吻合的构思过程。,技术设计：确定汽车的外形和汽车结构。汽车结构设计：确定汽车整车、部件（总成）和零件的结构。形式选择：驱动形式和布置形式选择。参数选择：质量参数、尺寸参数和性能参数（4详述）的选择。配件选择：发动机、底盘件，电器件、车身件、安全件和附件（空调、音响、VCD等）的选择。,汽车图样绘制图样三维坐标确定。总成图的三维坐标应与总布置图一致。图上应标出在总布置图上的相对位置。汽车满载时车架纵梁上平面的主视图投影为Z/0坐标，。前轮中心线主视图投影为X/0坐标，。汽车对称中心线俯视图或左视图投影为Y/0坐标，。车架纵梁上平面与地面夹角0.51.5，前低后高；车架纵梁上平面划成水平，地面划成倾斜。,图纸是设计师与工程师及其他工程技术人员交流的工程语言，图样绘制应符合国家标准。P94为实现零件互换性，满足配合和安装要求，必须遵照专门的“公差与配合”的国家标准，选好尺寸公差和形位公差，在图样上清楚标注。P94图纸绘制后，将部件与零件按照它们所属的装配关系编成“组”及其下属的“分组”号码。P94零件设计要符合汽车制造工艺学要求（基础课之一），考虑生产厂现有的条件进行。,三、现代化设计技术,1.计算机辅助造型和辅助设计计算机进入设计领域，通过信息采集，进行计算机辅助造型（CAS）和辅助设计（CAD）2.计算机辅助工程分析有限元方法（FEM）：把复杂的构件，分成千百个小单元，求出数以千计的方程式解。其他CAE方法：噪声与振动，计算模拟，操纵稳定性与汽车碰撞分析等。,并行工程设计P113产品开发过程的各个环节不采用串联式方式而采用同时并举方式。产品开发过程，包括规划、造型、技术设计、试制、试验、生产准备、质量控制等环节。虚拟现实技术借助于计算机，用图象、音响、触感等模拟尚末成为现实的事件，进行产品开发（包括设计、试验和试制等）。,2汽车试验,一、汽车试验的重要性二、汽车试验场的道路试验三、汽车台架试验及测量仪器,一、汽车试验的重要性,1.产品设计所采用的理论和计算，乃至大型计算机软件和模拟方法，都必须以实践为基础。2.设计理论在指导产品设计过程中，不断地用科学实验去论验证，验证过程亦是对理论进行修改和补充的过程。3.按照科学试验规范测得的性能指标，可以较确切地反映产品在使用中的情况。4.新型汽车设计必须由试验把关。,二、汽车试验场的道路试验,1.高速环形跑道：供汽车长时间持续高速行驶，以考验汽车的高速性能和零部件的可靠性。,2.高速直线跑道：供汽车动力性、制动性、和燃料经济性试验。,3.强化试验道路：水土路、砾石路、凹坑路等坏路面的综合道路，使汽车在较行程内暴露出各种问题。,4.扭曲试验路：考验车身、车架、前后轴、以及汽车传动系等反复产生扭转的性能。,5.坡路：用以检验汽车的爬坡能力，还可检验驻车制动性能和汽车在坡路上起步时离合器的工作状况。,6.易滑路和横向风路：易滑路检验汽车在冰雪路面的行驶性能和制动性能。横风路考验汽车空气动力稳定性设施。7.涉水池：用以检查汽车涉水时水对汽车各部件的影响及这些部件浸水后的工作情况。,8.汽车碰撞试验：我国实施汽车正碰强制标准碰撞实验只有正前方一个方向，正碰速度我国标准为50km/h，碰撞方式的标准为100正面碰撞。欧美国家的试验则是有前、后、左、右、上等五个方向。欧洲的NCAP正面碰撞的车速为64km/h，侧面碰撞的车速为50km/h。使用的还是刚性墙壁。对车辆在保护儿童和行人方面进行测试。侧面扭曲碰撞：即用一根30公分钢棒以时速50公里撞向车侧。,三、汽车台架试验及测量仪器,1.综功合试型验测台,1.综合型测功试验台发动机额定功率和最大输出转矩试验。与测功器连接，测功器用作发动机负载，测出发机输出转矩和转速；发动机输出最大功率和转速。百仅里燃油消耗。与油耗仪配合使用。,提速性能试验：在测功试验台输入汽车模拟惯量，测出与路试相同结果的动力性（提速性能）汽车传动效率试验：传动系统部件输入端连接电动机，在系统部件输出端连接测功器吸收所传递的能量，计算出传递效率。制动性能试验：被测车轮置于滚筒上，电机通过滚筒带动车轮转动，踩下制动踏板，利用滚筒上的测力器测出制动力。汽车车速表检验：以滚筒圆周长和测出的滚筒转速计算线速度，与车速表比较。,2.电子液压振动试验台：模拟汽车在道路上行驶时在不平路面上的跳动情况，通过强化试验，研究整车及其承载系统的零部件在行驶时的振动和寿命。,3.汽车风洞试验：考验汽车空气动力性能的设施。新车造型，通过风洞试验，改变汽车形状，提高汽车空气动力性。,4.汽车侧滑测量台：检查转向轮的前束值和外倾角，是汽车操纵稳定性的检测。,五轮仪：配合路试，检测汽车提速性能和制动性能。,6.噪声测量7.车轮定位,8.汽车排污测量,9.汽车前照灯检测,11月16日,第十二周周1下午完成,3汽车的制造,一、汽车制造方法二、汽车生产经济规模三、现代汽车生产方法,一、汽车制造方法,1.铸造：将熔化金属浇灌入铸型空腔中，冷却凝固后获得产品的生产方法。铸造分砂型铸造，熔模铸造和金属型铸造。砂型铸造：先制造留有适当加工余量的朩模，翻制出空腔砂型（翻砂），翻制时注意能取出朩模（分模面和吊芯）。将金属液体浇灌入砂型中。熔模铸造：用易熔材料（黄腊）制造成铸件模型，浇上耐火材料，烧结硬化同时熔化易熔材料，获得无争模面的铸模。（无切削铸造）金属型铸造：用金属材料制造成铸模的铸造方法。实现一模多铸，表面比砂模光滑，减少切削加工余量。,2.锻造：自由锻：将金属坯料加热后放在铁砧上用冲击力或压力成形的方法，俗称“打铁”。模锻：将金属坯料加热后放铸模内用冲击力或压力成形的方法。汽车生产常用于曲轴、连杆、凸轮轴、齿轮、轮辋等加工。,3.冷冲压：将金属板料放在冲模中切离或成形的加工方法。剪切：剪刃或冲模沿不封闭轮廓分离。落料或冲孔：用冲模将材料按封闭轮廓分离。弯曲：使胚料一部分相对另一部分弯曲成一定形状。拉深：使胚料变形成开口空心件。翻边：使胚料孔周边获得凸缘。修整：使成品获得精确轮廓。,4.焊接：将两片金属局部加热或同时加热又加压而接合在一起的加工方法。二氧化碳保护焊：在焊接区用二氧化碳包围，防止焊件加热氧化的焊接方法。多用于大梁和车身骨架制作。电阻焊：两焊件在一定压力下，突然通过强电流，两焊件接触处电阻大，在强电流冲击下熔化接合。多用于车身蒙皮与骨架的焊接。钎焊：利用熔点比母材低的材料作钎料，熔化后填充在接头间隙。多用于车身修复补料。,5.金属切削加工车削：工件旋转，刀具进给运动的切削。,铣削：铣刀旋转运动，工件进给运动的切削。,钻削用镗削：刀具绕自身轴线旋转，工件沿刀具轴线进给，加工孔的方法。,磨削：砂轮旋转作主运动，工件进给运动的表面精加工方法。,齿轮加工成形法：用成形刀具用车、铣、磨加工齿轮的方法。展成法：相啮合的两个齿轮，一个制成刀具，与被加工齿轮相对运动，包络出被加工齿形的方法。,二、汽车生产经济规模（略）,汽车生产经济规模，不同的汽车类型有不同的要求。轿车规模最大，以年产十万台以上计算。货车稍低，以年产五万台以上计算。客车因规格多，每个规格又有多个品种，市场分散度高，难以达到货车规模。专用车的规模更低。三、现代汽车生产方法（略）汽车设计已有简述。,4汽车使用性能及指标,一、汽车动力性二、燃油经济性三、制动性四、操纵稳定性五、行驶平顺性六、通过性七、安全性八、可靠性和耐久性,一、汽车动力性,1.最高车速：汽车在满载状态风速3m/s条件下，在干燥、清洁、水平、良好路面上能达到的最高行驶车速。2.加速能力原地起步加速时间：用规定低档起步，以最大的加速度换到最高档后，加速至一定速度所需的时间。超车加速时间：用最高档或次高档，由某一预定车速开始，全力加速到某一高速所需的时间。3.爬坡能力：汽车满载时，在良好路面上以最低档所能爬上的最大坡度i。i=tan100%。,二、燃油经济性,汽车在一定工况下行驶百公里的燃油消耗量。用L/100km表示。从发动机特性曲线每kWh的燃油损耗下降至最低点后不是按比例随车速增加而增加的，百公里的最低燃油消耗不是在最高车速，也不是在最低损耗车速。而是经过试验检定的某一车速。,三、制动性,1.制动效能：机动车可用制动力，制动距离和制动减速度三者之一来评定汽车制动效能，可通过路试检定制动距离和制动减速度，或通过台架试验检定可用制动力和制动减速度。2.制动效能稳定性：汽车在高速制动，短时间重复制动或下长坡连续制动时，制动系统的制动效能。3.制动时方向稳定性：在额定制动初速度，紧急制动时，汽车不能偏离超出2.53m的汽车跑道。,四、操纵稳定性,驾驶员以最小的修正而能维持汽车按给定路线行驶，以及按驾驶员愿望转动方向盘以改变汽车行驶方向的性能，还有抵抗外界干扰保持稳定行驶的能力。常用稳态转向特性评定。在固定方向盘转角，加速行驶时转弯半径增大为不足转向，转弯半径送减小为过度转向，转弯半径不变为中性转向。应尽量杜绝汽车的过度转向特性。,五、行驶平顺性和乘坐舒适性,1.行驶平顺性：汽车行驶时，隔离不平路面对汽车激发振动的性能。汽车可通过轮胎、悬架、座垫等隔离路面传来的冲击。2.乘坐舒适性：汽车行驶时，车内环境对乘员的影响。包括噪声、空间、通风、温度、湿度等。,六、通过性,1.轮廓通过性：汽车通过坎坷路面和各种自然障碍的能力。主要参数有（前述），最小离地间隙，接近角，离去角。纵向通过半径（中间通过角）和横向通过角（转弯半径）。2.支承通过性：车辆在松软土壤、雪地、冰面、沙漠面、滑路面上的运行能力。主要参数有，附着力，附着系数及车轮接地比压。3.机动性：车辆在最小面积内的活动能力。